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一种在模拟井下套管外壁腐蚀环境中检测牺牲阳极电化学性能的方法和装置.pdf

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一种 模拟 井下 套管 外壁 腐蚀 环境 检测 牺牲 阳极 电化学 性能 方法 装置
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摘要
申请专利号:

CN201510548891.9

申请日:

2015.08.31

公开号:

CN106483065A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01N 17/02申请日:20150831|||公开
IPC分类号: G01N17/02 主分类号: G01N17/02
申请人: 中国石油天然气股份有限公司
发明人: 赵密锋; 郭亮; 谢俊峰; 吴保玉; 宋文文; 毛学强; 彭建云; 李岩
地址: 100007 ?#26412;?#24066;东城区东直门北大街9号中国石油大厦
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: ?#26412;?#21516;立钧成知识产权代理有限公司 11205 代理人: 彭雪瑞;黄健
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510548891.9

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.04.05|||2017.03.08

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供一种在模拟井下套管外壁腐蚀环境中检测牺牲阳极电化学性能的方法和装置,所述方法包括提供待检测套管,所述待检测套管由牺牲阳极连接至少一个石油套管形成;在所述石油套管长度方向的外壁上间隔设置多个测试桩;将所述待检测套管放置于检测槽内;向检测槽内倒入腐蚀介质,所述腐蚀介质没过待检测套管并低于所述测试桩顶端至少2cm;测定各测试桩处的电极电位;所述腐蚀介质为模拟井下套管外壁腐蚀环境中的地层水、固井水泥环、软泥层以及盐膏层中一种或多种。采用本发明的方案能满足在模拟井下套管外壁腐蚀环境中对牺牲阳极材料电化学性的准确测定,进而为确定所述牺牲阳极对石油套管的有效保护距离提供数据。

权利要求书

1.一种在模拟井下套管外壁腐蚀环境中检测牺牲阳极电化学性能的方
法,其特征在于:
提供待检测套管,所述待检测套管由牺牲阳极连接至少一个石油套管形
成;
在所述石油套管长度方向的外壁上间隔设置多个测试桩,所述测试桩的
材质与所述石油套管的材质相同,所述测试桩与所述石油套管的外壁通过焊
接方式连接;
将所述待检测套管放置于检测槽内;
向检测槽内倒入腐蚀介质,该腐蚀介质没过该待检测套管并低于所述测
试桩顶端至少2cm;
测定各测试桩处的电极电位;
所述腐蚀介质为模拟井下套管外壁腐蚀环境中的地层水、固井水泥环、
软泥层以及盐膏层中一种或多种。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述检测槽的材料为聚丙
烯、玻璃钢和耐腐蚀金属板中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述待检测套管通过设置
在所述检测槽底部的固定装置固定在所述检测槽底?#20426;?br />
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述牺牲阳极为国标铝阳
极、国标锌阳极或铝合金。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述牺牲阳极以阳极短节
的形式设置在所述套管上。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,分别在所述石油套管长度
方向的外壁上距离所述阳极短节的边缘50cm、100cm、200cm、300cm、500cm、
800cm和1000cm的位置处设置所述测试桩。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,在20-80℃的温
度下测量各测试桩处的电极电位。
8.一种在模拟井下套管外壁腐蚀环境中检测牺牲阳极电化学性能的装置,
其特征在于,包括:
检测槽,以及由所述牺牲阳极连接至少一个石油套管所形成的待检测套
管,所述待检测套管固定在所述检测槽底部,并且在所述石油套管长度方向
的外壁上间隔设置有多个测试桩,所述测试桩的材质与所述石油套管的材质
相同,所述测试桩与所述石油套管的外壁通过焊接方式连接;
所述检测槽内还容置有没过该待检测套管并低于所述测试桩顶端至少
2cm的腐蚀介质;
所述检测槽底部还设置有用于控制所述装置温度的控温装置;
所述腐蚀介质为模拟井下腐蚀环境中的地层水、固井水泥环、软泥层以
及盐膏层中一种或多种。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述检测槽的材质为聚丙
烯、玻璃钢和耐腐蚀金属板中的一种或多种。
10.根据权利要求8或9所述的装置,其特征在于,所述牺牲阳极以阳
极短节的形式设置在所述套管上,所述测试桩分别在所述石油套管长度方向
的外壁上距离所述阳极短节边缘50cm、100cm、200cm、300cm、500cm、800cm
和1000cm的位置处设置。

说明书

一种在模拟井下套管外壁腐蚀环境中检测牺牲阳极电化学性能的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种检测牺牲阳极性能的方法和装置,尤其涉及在模拟井下
套管外壁腐蚀环境中检测牺牲阳极电化学性能的方法和装置。

背景技术

随着油气田开发时间的延长,套管损耗问题?#25214;?#31361;出,对油田开采造成
直接影响,严重制约了油气田稳产和可?#20013;?#21457;展。其中针对因电化学腐蚀造
成的套管外壁破损,牺牲阳极阴极保护是一种最经济有效的防腐措施。

阳极材料电化学性能直接决定了阴极保护效果,阳极材料能否大规模应
用在现场复杂地层环境,需要进行模拟评价验证,但目前现有评价牺牲阳极
材料电化学性能的试验方法主要采用《GB/T 17848-1999牺牲阳极电化学性能
试验方法》中涉及的恒电流法,腐蚀介质主要是人造海水,试验温度为15~
30℃,实际生产中套管外壁接触的地层环境更复杂,除地层水还包括未被水
泥封固的空井段、盐膏层、表层土壤等腐蚀介质,且随井深增加地层温度逐
渐升高,目前使用的国标测试方法不能完全满足试验要求。

因此急需提供一种方法或?#20302;常?#33021;满足在模拟井下套管外壁腐蚀环境中
对牺牲阳极材料电化学性能的检测成为有待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种在模拟井下套管外壁腐蚀环境中检测牺牲阳极电化学性
能的方法,该方法通过采用特定的检测条件和检测?#34903;瑁?#33021;实现在模拟井下
套管外壁腐蚀环境中对牺牲阳极材料电化学性的准确检测。

本发明还提供了一种在模拟井下套管外壁腐蚀环境中检测牺牲阳极电化
学性能的装置,能在模拟井下套管外壁腐蚀环境中对牺牲阳极材料电化学性
能进行检测,进而为确定所述牺牲阳极对石油套管的有效保护距离提供数据
支持。

本发明提供的一种在模拟井下套管外壁腐蚀环境中检测牺牲阳极电化学
性能的方法:

提供待检测套管,所述待检测套管由牺牲阳极连接至少一个石油套管形
成;

在所述石油套管长度方向的外壁上间隔设置多个测试桩,所述测试桩的
材质与所述石油套管的材质相同,所述测试桩与所述石油套管的外壁通过焊
接方式连接;

将所述待检测套管放置于检测槽内;

向检测槽内倒入腐蚀介质,该腐蚀介质没过该待检测套管并低于所述测
试桩顶端至少2cm;

测定各测试桩处的电极电位;

所述腐蚀介质为模拟井下腐蚀环境中的地层水、固井水泥环、软泥层以
及盐膏层中一种或多种。

在本发明的方案中,所述检测槽的底部和侧壁均由可以由加工性能优异
的耐腐蚀材料制成,例如聚丙烯、玻璃钢,耐腐蚀金属板等,只要能满足检
测过程中对检测槽的耐腐蚀性,承压性,?#36879;?#28201;(>100℃)性的需求即可。进
一步?#27169;?#20026;使检测数据更加真实反映待检测套管牺牲阳极的电化学性能,所
述检测槽的材料为聚丙烯。在本发明的方案中,检测牺牲阳极电化学性能是
指在模拟井下套管外壁腐蚀环境中,检测距离牺牲阳极不同距离处的套管表
面的电极电位的变化数据,本领域技术人员可以根据套管表面不同位置处电
极电位的变化来判断所述牺牲阳极对石油套管的有效保护距离。

进一步?#27169;?#22312;本发明的方案中,可以根据以下公式得出阳极对套管的
保护距离:


上式中:△VMN-----石油套管表面上M,N两点之间距离上电压降的
平均值,单位V;

D----套管的?#26412;叮?#21333;位mm;

d-----套管的壁厚,单位mm;

ρ0-----套管金属的电阻?#21097;?#21333;位Ω·m;

iA-----套管最小保护电流密度,单位mA/m2;

其中,套管金属的电阻率ρ0可根据?#20013;?#26597;常用材质电阻?#26102;?#24471;知,iA
查阴极保护工程手册得出。M,N两点之间的距离可以根据实?#26159;?#20917;选择,
通常情况下越小越好,得出的L值更准确。在本发明的方案中M,N两点之
间的距离可以例如是50cm。

在本发明的方案中,所述牺牲阳极可以是以本领域常规方式设置在石油
套管上的牺牲阳极,例如所述牺牲阳极以阳极短节的形式设置在所述套管上。
进一步?#27169;?#25152;述牺牲阳极可以为国标铝阳极或国标锌阳极,也可以是在所述
国标铝阳极或国标锌阳极基础上,改变阳极材料成分及配比形成的新型阳极
材料,本发明的方案可用于检测本领域常规使用的各种牺牲阳极对石油套管
的保护效果。在本发明的方案中对该牺牲阳极与石油套管的连接方式没有特
殊限制,可以是本领域常规的连接方式,例如螺纹连接、螺丝固定等连接方
式。该牺牲阳极既可以连接在套管的一端,也可以连接在套管的中间部分。
在本发明的一个具体实施方式中,为了最终评估该牺牲阳极对套管的最长保
护半径,优选的可以将该牺牲阳极短节固定在所述套管的一端。

本发明方案中的腐蚀介质为模拟井下套管外壁腐蚀环境中的地层水、固
井水泥环、软泥层以及盐膏层中一种或多种,所述腐蚀介质化学成分与井下
套管外壁腐蚀环境中实?#34432;?#22312;的地层水、固井水泥环、软泥层以及盐膏层中
的化学成?#21482;?#26412;一致。

进一步?#27169;?#22312;本发明的方案中,所述待检测套管通过设置在所述检测槽
底部的固定装置固定。通过向所述检测槽内加入水泥以形成固井水泥环。采
用水泥固化可以在所述待检测套管放入检测槽之后进行实施,也可以先倒入
水泥,再将待检测套管浸入水泥中并使水泥固化的方式实现,本领域技术人
员可以根据需要选择先后?#25215;頡?#22312;真实的井下操作环境中,通常在放置套管
后需要在套管与井壁之间填装水泥进行固定,该水泥可完全封闭该套管,在
起到固定作用的同?#24065;?#33021;起到防止套管被地层水腐蚀的效果,但实?#39318;?#19994;中
发现,存在部分井段未被水泥封固的情况,未封固井段与地层水接触引起腐
蚀。因此,本申请的方案也针对这种情况进行?#25628;?#31350;,在这种模拟井下环境
中对牺牲阳极性能进行检测。检测过程中,水泥封固套管后,要保持测试桩
露出水泥适当的高度。并在水泥密封后,向检测槽内倒入腐蚀介质,所述腐
蚀介质可以是套管外壁腐蚀环境中存在模拟地层水。

在本发明的另一个具体实施方式中,所述牺牲阳极以阳极短节的形式设
置在所述套管上。进一步?#27169;?#20998;别在所述石油套管长度方向的外壁上距离所
述阳极短节的边缘50cm、100cm、200cm、300cm、500cm、800cm和1000cm
的位置处设置所述测试桩。

本发明的方法能在不同温度下,例如在20-80℃?#27573;?#20869;,实现对所述牺牲
阳极的电化学性能的检测。由于井下作?#20498;?#31243;中,随着深度的增加,温度逐
渐升高,一般每100米温度上升3℃左右,本发明的方法能更真实的反应井
下腐蚀环境。当然本领域技术人员可以根据采用的牺牲阳极的耐温性能,以
及套管的入井深度,对上述温度?#27573;?#36827;行适当的调整。

在本发明的方法中,通常所述测试桩处的电极电位可以在浸入腐蚀介质
后一周左右开始测量,之后例如可以每7-10天测量一次,?#20013;?-8个月。该
测试过程使用的参比电极可以为Cu/CuSO4参比电极,检测所述电极电位可以
采用近参比法进行,测量过程中所述参比电极通常靠近所要测量电极电位的
测试桩,接触或靠近所述石油套管的外壁放置。当然本领域技术人?#24065;?#21487;以
根据所要检测的套管、牺牲阳极以及腐蚀介质的不同,根据需要决定测量频
率或测量周期,但通常需要在检测体系稳定之后,即牺牲阳极向腐蚀介质中
稳定释放离子之后,?#20013;?#27979;量一定时间来获得比较可靠的数据。

本发明提供的一种在模拟井下套管外壁腐蚀环境中检测牺牲阳极电化学
性能的装置,包括:

检测槽,以及由所述牺牲阳极连接至少一个石油套管所形成的待检测套
管,所述待检测套管固定在所述检测槽底部,并且在所述石油套管长度方向
的外壁上间隔设置有多个测试桩,所述测试桩的材质与所述石油套管的材质
相同,所述测试桩与所述石油套管的外壁通过焊接连接;

所述检测槽内还容置有没过该待检测套管并低于所述测试桩顶端至少
2cm的腐蚀介质;

所述检测槽底部还设置有用于控制所述装置温度的控温装置;

所述腐蚀介质为模拟井下腐蚀环境中的地层水、固井水泥环、软泥层以
及盐膏层中一种或多种。

在本发明的一个具体实施方式中,所述检测槽的材料为聚丙烯、玻璃钢
和耐腐蚀金属板中的一种或多种。更进一步?#27169;?#25152;述检测槽的底部和侧壁的
厚度可以为20-30mm。为了保证检测槽的强度,也可以在该检测槽的底部和
侧壁添加加强件进行加固。

更进一步?#27169;?#25152;述检测槽的尺寸设计为至少能容纳一个符合API标准的
套管(例如:外径:177.8mm、壁厚:10.36mm、长度:11.36m)和固定连接在
其一端的阳极短节(例如:外径201mm、长度:50cm)。通常的检测装置仅
为单独检测阳极短节电化学性能的装置,而?#20063;?#29992;的腐蚀介质为常温海水,
不能真实反应套管和阳极短节的真实井下工作状态和工作环境下,阳极短节
对套管的保护作用。

更进一步?#27169;?#25152;述牺牲阳极以阳极短节的形式设置在所述套管上,所述
测试桩分别在所述石油套管长度方向的外壁上距离所述阳极短节的边缘
50cm、100cm、200cm、300cm、500cm、800cm和1000cm的位置处设置,
本发明以上述距离设置测试桩能基本覆盖整个长度的套管。

更进一步?#27169;?#25152;述控温装置用于控制所述电化学性能的检测过程在特定
的温度下进行,尤其是在模拟井下环境的真实温度条件下进行。

更进一步?#27169;?#22312;本发明的装置中,所述检测槽可以平行设置多个,可以
实现同时进行多组检测试验。例如同时建立多种模拟腐蚀介质环境,在相同
温度条件下(或变化的温度条件下),同时进行多组腐蚀试验,使获得的测试数
据更具有参?#25216;?#20540;。

本发明提供的方案具有以下优点:

1)本发明的方法解决了现有测试方法在检测套管牺牲阳极性能的过程不
能模拟套管牺牲阳极的真实使用环境,存在引起测量误差因素,不能准确测
定套管外壁阳极在井下腐蚀环境中的电化学性能的问题;

2)在本发明装置中具有可容纳至少一个套管和固定连接在其一端的阳极
短节的检测槽,解决了通常的检测装置仅为单独检测阳极短节电化学性能的
装置,而?#20063;?#29992;的腐蚀介质为常温海水,不能真实模拟套管和阳极短节的真
?#20498;?#20316;状态,以及不能获得井下真?#20498;?#20316;环境下阳极短节对套管的有效保护
距离、最长保护年限等数据的问题;

3)在本发明的方案中检测槽可平行设置多个,可以针对多种模拟腐蚀介
质(例如地层模拟水、表层土壤、固井水泥、盐膏层),在相同或不同温度条件
下,同时进行多组腐蚀试验,使获得的测试数据更具有参?#25216;?#20540;。

附图说明

图1本发明的在模拟井下套管外壁腐蚀环境中检测牺牲阳极电化学性能
的装置的示意图。

图2测量各测试桩处的电极电位的示意图。

图3为20℃模拟地层水环境套管电极电位变化曲线。

图4为20℃模拟软泥层环境套管电极电位变化曲线。

图5为20℃模拟固井水泥环+地层水环境套管电极电位变化曲线。

图6为20℃模拟盐膏层环境套管电极电位变化曲线。

图7为80℃模拟地层水环境套管电极电位变化曲线。

图8为80℃模拟软泥层环境套管电极电位变化曲线。

图9为80℃模拟固井水泥环+地层水环境套管电极电位变化曲线。

图10为80℃模拟盐膏层环境套管电极电位变化曲线。

符号的说明:

1:石油套管;2,2′,2″:测试桩;3、腐蚀介质;4、参比电极;5、高阻
电压表;6:牺牲阳极(阳极短节形式);7:检测槽侧壁;8:检测槽底部;9:
阳极短节的边缘。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和技术效果更加清楚,下面将结合本发明
具体实施例及相应附图,对本发明实施例中的技术方?#38468;?#34892;清楚、完整地描
述,但以下实施例不能理解为对本发明的可实施?#27573;?#30340;限定,基于本发明中
的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所
有其它实施例,都属于本发明保护的?#27573;А?br />

实施例1本发明的检测装置和腐蚀介质准备

1)检测装置的准备

参见图1,所述装置包括检测槽,通过以下方式制成:检测槽侧壁7和
检测槽底部8均为20mm厚的PP(聚丙烯)塑料板,通过焊接形成尺寸为:
24m×0.8m×0.4m(长?#37327;懟?#39640;)的检测槽;在检测槽底部8设立固定装置,
例如套管支架,用于固定和支撑待检测套管,所述套管支架可以每隔1米放
置一个;套管支架同样采用20mm厚塑料板焊接而成,检测槽侧壁7采用螺
杆加强,可以每隔1米一组;同时可以对检测槽底部8进行加厚处理,防止
检测槽破裂;

所述装置还包括:由阳极短节形式的牺牲阳极6连接石油套管1和石油
套管1’(未显示)形成的待检测套管;所述待检测套管通过上述套管支架固定
在所述检测槽底部8;所述阳极短节形式的牺牲阳极6位于石油套管1’和石
油套管1之间,并将石油套管1和石油套管1’连通。

所述石油套管1和石油套管1’均为符合API标准的套管,例如:外径:
177.8mm、壁厚:10.36mm、长度:11.36m,所述牺牲阳极6为阳极短节形式
的国标铝阳极、国标锌阳极或铝合金,具体规格可以为:外径201mm、长度:
50cm的阳极短节。

在所述石油套管1和石油套管1’长度方向的外壁上间隔设置有多个测
试桩(如2,2′,2″未全部显示);所述测试桩的材质与所述石油套管的材质相
同,所述测试桩与所述石油套管的外壁通过焊接方式连接;

所述装置还包括:没过该待检测套管并低于所述测试桩顶端至少2cm的
腐蚀介质3,以及设置在所述检测槽底部用于控制所述装置温度的控温装置;

所述腐蚀介质为模拟井下腐蚀环境中的地层水、固井水泥环、软泥层以
及盐膏层中一种或多种。

2)腐蚀介质制备

2-1、模拟井下腐蚀环境中的地层水(简称模拟地层水)模拟地层水的制
备,其主要成分见表1,将表1中各成分溶于水混合,即得到矿化度为
2.8×102g/L的模拟地层水。

表1 模拟地层水主要组成成分



2-2.模拟井下腐蚀环境中的软泥层的准备:

主要成?#36136;?#40644;土、?#30001;场?#30862;石,各成?#31181;?#37327;比为8:1:1,加水混合形
成软泥状态。

2-3.模拟井下腐蚀环境中的盐膏层的准备:

主要成分为NaCl(含量>90wt%),其余为小于10wt%为钾离子、镁
离子、钙离子等,可以分别由硝酸钾,氯化镁,氯化?#35780;?#25552;供。用少量水溶
解上述成分,最终制成的盐膏层中盐呈过饱和的状态,水高出析出的盐2cm
左右即可。

2.4固井水泥环

固井水泥环的制备使用专业用于油井、气井的固井工程的水泥,具有合
适的密度和凝结时间、较低的稠度、良好的抗?#20004;?#24615;以及可泵性,并且固化
后应具有良好的?#32929;?#24615;、稳定性和耐腐蚀性。

实施例2采用本发明的方法和装置,检测牺牲阳极的电化学性能

1、设定温度为20℃,采用实施例1准备的装置,其中所述检测槽平行
设置4个,分别检测1)模拟地层水、2)软泥层、3)固井水泥环+模拟地层
水、4)盐膏层环境中牺牲阳极的电化学性能,牺牲阳极材料为国标锌阳极。

2、检测过程如下:

所述腐蚀介质3分别为上述1)-4)所述的腐蚀介质;

分别在所述石油套管1长度方向的外壁上距离所述阳极短节的边缘
50cm、100cm、200cm、300cm、500cm、800cm和1000cm的位置处(例如
图3中0点?#20918;?#30340;测试点,0点代表阳极短节所在位置),以及石油套管1’
长度方向的外壁上距离所述阳极短节的边缘50cm、100cm、200cm、300cm、
500cm处(例如图3中0点左边的测试点)焊接测试桩并连接测试导线,所述测
试导线用于连接测试桩与电化学测量装置,例如高阻电压表5;

在倒入腐蚀介质后一周后,采用近参比法测量所述测试桩处的电极电位。
使用的参比电极4为Cu/CuSO4,每10天测量一次,试验周期50天。

3、4个检测槽的检测结果分别为

电极电位随测试桩距离变化曲线见图3-6,图3为20℃模拟地层水环境
套管电极电位变化曲线,图4为20℃模拟软泥层环境套管电极电位变化曲线,
图5为20℃模拟固井水泥环+模拟地层水环境套管电极电位变化曲线,图6
为20℃模拟盐膏层环境套管电极电位变化曲线。图3-6中的横坐标距离指的
是测试点(即测试桩的设置位置)距离阳极短节的距离。

实施例3采用本发明的方法和装置,检测牺牲阳极的电化学性能

1)设定温度为80℃,采用实施例1制备的检测槽,所述检测槽平行设
置4个,分别检测1)模拟地层水、2)软泥层、3)固井水泥环+模拟地层
水、4)盐膏层环境中牺牲阳极的电化学性能,牺牲阳极材料为铝合金。

2)检测过程同实施例2。

3)4个检测槽的检测结果分别为图7-10,图7为80℃模拟地层水环境
套管电极电位变化曲线,图8为80℃模拟软泥层环境套管电极电位变化曲
线,图9为80℃模拟固井水泥环+模拟地层水环境套管电极电位变化曲线,
图10为80℃模拟盐膏层环境套管电极电位变化曲线。图7-10中横坐标距
离指的是测试点(即测试桩的设置位置)距离阳极短节的距离。

由实施例2-3的结果可知,采用模拟井下腐蚀环境评价套管牺牲阳极性
能的试验方法分别在20℃,80℃条件下,进行周期为50天的套管腐蚀试验,
试验结果显示:

(1)阳极短节处的电极电位最低,随测试桩距阳极位置增大,电位升高,
套管的顶端位置电极电位最高,但<-0.85V,达到保护设计要求;

(2)随腐蚀试验?#20013;?#26102;间增长,电极电位下降,阳极材料均?#28909;?#35299;,没
有因温度升高出现钝化、晶界偏析等现象;

(3)对比上述各组曲线,相同位置测试桩电极电位没有明显变化,阳极
材料可满足20-80℃井底环境使用要求。

实施例4本发明阳极短节对石油套管保护距离

下面以20℃下模拟地层水的腐蚀介质为例,说明本发明阳极短节对石油
套管保护距离的计算过程:

测定的各测试点处的电极电位值见表1。

表1

测试点与阳极的距离(cm)
电极电位(V)
500
-1.073
300
-1.095
200
-1.107
100
-1.125
50
-1.130
0
-1.139
50
-1.132
100
-1.124
200
-1.107
300
-1.090
500
-1.064
800
-1.031
1000
-1.010

将0~1000cm之间的测试点依此设定为1#、2#、3#……7#,各测试点之
间的电位值见表2。

表2 各测试点之间电位降及平均电位降



根据公式:可推算阳极对套管的保护距离。

式中套管表面上M,N两点之间距离(50cm)上电位降的平均值为
△VMN为7.036×10-3V;

套管的?#26412;禗为177.8mm;

套管的壁厚d为10.36mm;

套管金属的电阻率ρ0为9.78×10-8Ω·m;

套管最小保护电流密度iA为10mA/m2

其中,套管金属的电阻率ρ0可根据?#20013;?#26597;常用材质电阻?#26102;?#24471;知,iA
查阴极保护工程手册得出。

将上述值带入公式中计算得到20℃模拟地层水的腐蚀介质下,所述阳极
短节对石油套管保护距离为39.96m,通常涉及要求的保护距离>20m,可以
看出该距离满足保护设计要求。

关于本文
本文标题:一种在模拟井下套管外壁腐蚀环境中检测牺牲阳极电化学性能的方法和装置.pdf
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